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桥梁结构主梁断面涡激共振研究

作　者: 王利民
导　师: 李加武；刘健新
学　校: 长安大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 涡激共振主梁断面试验参数风洞试验动力特性
分类号: U441.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

桥梁结构涡激共振问题是大跨度桥梁抗风设计的关键问题之一,特别是对于目前国内正在大量修建的大跨度钢箱梁斜拉桥、钢箱梁悬索桥和钢结构连续梁桥,其主梁断面的涡激共振问题已经成为抗风研究的重点。本文以港珠澳大桥和厦漳大桥为工程实例,对分离式钢箱梁斜拉桥和整体式钢箱梁斜拉桥的涡激共振特性进行研究,并对试验结果进行分析。运用《公路桥梁抗风设计规范》提供的方法对两座桥梁的涡振发生风速、竖弯位移及扭转角进行估算,并与试验结果进行对比,验证估算方法的可靠性。运用Scanlan经验线性模型的理论,在已知涡激共振相关试验参数的情况下,对竖弯振动的幅值进行计算,验证相关参数对涡激振动的影响。此外,本文还对坭洲水道桥三个主梁断面涡激共振进行对比分析,通过对动力特性、试验参数、试验结果进行对比,分析竖弯基频、扭转基频、等效质量、等效质量惯矩、气动外形等对桥梁竖弯涡激共振及扭转涡激共振的影响。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章绪论  9-23
  1.1 大跨度桥梁的发展概况  9
  1.2 大跨度桥梁的涡激振动  9-11
  1.3 桥梁风致振动的控制  11-17
    1.3.1 桥梁结构风致振动控制的发展  11-12
    1.3.2 桥梁结构风致振动的控制措施  12-17
  1.4 涡激共振的研究现状及研究方法  17-20
    1.4.1 桥梁涡激共振的研究现状  17-18
    1.4.2 桥梁涡激共振的研究方法  18-20
  1.5 桥梁涡激共振研究的重要性  20
  1.6 本文的主要内容  20-23
第二章桥梁涡激共振理论  23-37
  2.1 概述  23
  2.2 物体表面流动分离理论  23-25
  2.3 旋涡脱落特性及尾流特性  25-27
    2.3.1 流体的粘性与惯性作用  25
    2.3.2 圆柱体的二维绕流现象  25-27
    2.3.3 旋涡再附着  27
  2.4 涡振的气动弹性现象  27-35
    2.4.1 锁定现象  27-29
    2.4.2 涡激振动解析模型  29-35
  2.5 本章小结  35-37
第三章桥梁断面涡激共振  37-65
  3.1 概述  37-38
  3.2 动力特性分析  38-47
    3.2.1 工程概况  38
    3.2.2 结构动力特性计算结果  38-47
  3.3 节段模型涡振试验  47-54
    3.3.1 节段模型制作  47-48
    3.3.2 节段模型涡振试验结果  48-54
  3.4 涡激共振幅值估算方法  54-58
    3.4.1 中日估算方法对比  54
    3.4.2 中国规范估算方法  54-58
  3.5 最大涡激共振幅值计算  58-63
    3.5.1 涡激共振最大振幅计算公式  58-60
    3.5.2 试验参数  60-62
    3.5.3 数据结果对比分析  62-63
  3.6 本章小结  63-65
第四章坭洲水道桥三个主梁断面涡激共振对比分析  65-79
  4.1 概述  65
  4.2 坭洲水道桥三方案动力特性分析  65-69
    4.2.1 三方案工程介绍  65-67
    4.2.2 三方案结构动力特性计算结果  67-68
    4.2.3 三方案动力特性对比  68-69
  4.3 节段模型涡振试验参数设定  69-72
    4.3.1 节段模型制作  69-70
    4.3.2 模型设计  70-71
    4.3.3 三方案节段模型涡振参数对比  71-72
  4.4 三方案涡激共振数据对比分析  72-77
    4.4.1 三方案涡激共振试验结果  72-76
    4.4.2 三方案涡激共振试验结果分析  76-77
  4.5 本章小结  77-79
结论与建议  79-81
  一.结论  79
  二.建议  79-81
参考文献  81-85
致谢  85

桥梁结构主梁断面涡激共振研究

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